[PDF] 7.2 Complex arithmetic z1 + z2 = (a1 + a2)+(b1 +





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7.1 What is a complex number ?

It follows that j2 = ?1. Using real numbers we cannot find the square root of a negative number and so the quantity j is not real. We say it is imaginary.



Complex numbers

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7.2 Complex arithmetic

z1 + z2 = (a1 + a2)+(b1 + b2)j z1 ? z2 = (a1 ? a2)+(b1 ? b2)j 2. Multiplication of complex numbers. To multiply two complex numbers we use the normal ...



2

Problem 7.13 For the complex number z = 1+ j show that z2 ?



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It follows that j2 = ?1. Using real numbers we cannot find the square root of a negative number and so the quantity j is not real. We say it is imaginary.



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  • Comment déterminer le nombre complexe z ?

    Le module d'un réel est sa valeur absolue. Le module de 1 + i est ?2.
  • Quel est le module de i ?

    Définition : Module d'un nombre complexe
    Le module d'un nombre complexe �� = �� + �� �� est défini par �� = ? �� + �� . ? ? . Si �� est un nombre réel, son module est simplement sa valeur absolue.
???7.2

Complex arithmetic

Introduction.

This leaflet describes how complex numbers are added, subtracted, multiplied and divided.

1. Addition and subtraction of complex numbers.

Given two complex numbers we can find their sum and difference in an obvious way.

Ifz1=a1+b1jandz2=a2+b2jthen

z

1+z2= (a1+a2) + (b1+b2)j

z

1-z2= (a1-a2) + (b1-b2)j

So, to add the complex numbers we simply add the real parts together and add the imaginary parts together.

Example

Ifz1= 13 + 5jandz2= 8-2jfind a)z1+z2, b)z2-z1.

Solution

a)z1+z2= (13 + 5j) + (8-2j) = 21 + 3j. b)z2-z1= (8-2j)-(13 + 5j) =-5-7j

2. Multiplication of complex numbers.

To multiply two complex numbers we use the normal rules of algebra and also the fact that j

2=-1. Ifz1andz2are the two complex numbers their product is writtenz1z2.

Example

Ifz1= 5-2jandz2= 2 + 4jfindz1z2.

Solution

z

1z2= (5-2j)(2 + 4j) = 10 + 20j-4j-8j2

Replacingj2by-1 we obtain

z

1z2= 10 + 16j-8(-1) = 18 + 16j

In general we have the following result:

www.mathcentre.ac.uk 7.2.1 c?Pearson Education Ltd2000

Ifz1=a1+b1jandz2=a2+b2jthen

z

1z2= (a1+b1j)(a2+b2j) =a1a2+a1b2j+b1a2j+b1b2j2

= (a1a2-b1b2) +j(a1b2+a2b1)

3. Division of complex numbers.

To divide complex numbers we need to make use of thecomplex conjugate. Given a complex number,z, its conjugate, written ¯z, is found by changing the sign of the imaginary part. For example, the complex conjugate ofz= 3 + 2jis ¯z= 3-2j. Division is illustrated in the following example.

Example

Findz1

z2whenz1= 3 + 2jandz2= 4-3j.

Solution

We require

z 1 z2=3 + 2j4-3j Both numerator and denominator are multiplied by the complex conjugate of the denominator. Overall, this is equivalent to multiplying by 1 and so the fraction remains unaltered, but it will have the effect of making the denominator purely real, as you will see.

3 + 2j

4-3j=3 + 2j4-3j×4 + 3j4 + 3j

(3 + 2j)(4 + 3j) (4-3j)(4 + 3j)

12 + 9j+ 8j+ 6j2

16 + 12j-12j-9j2

6 + 17j

25(the denominator is now seen to be real)

6

25+1725j

Exercises

1. Ifz1= 1 +jandz2= 3 + 2jfind a)z1z2, b)

z1, c)z2, d)z1z1, e)z2z2

2. Ifz1= 1 +jandz2= 3 + 2jfind: a)z1

z2, b)z2z1, c)z1/z1, d)z2/z2.

3. Find a)

7-6j

2j, b)3+9j1-2j, c)1j.

Answers

1. a) 1 + 5j, b) 1-j, c) 3-2j, d) 2, e) 13

2. a) 5

13+j13, b)52-j2, c)j, d)513+1213j.

3. a)-3-7

2j, b)-3 + 3j, c)-j.

www.mathcentre.ac.uk 7.2.2 c?Pearson Education Ltd2000quotesdbs_dbs35.pdfusesText_40
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